钢排钉自动成排装置机械.docx

1绪论
1.1研究的背景
钢排钉具有其它排钉所不具有的特性，因此钢排钉不能被替代。随着房地产、装饰行业的飞速发展，在市场对钢排钉的需求逐年增加的情况下，现有钢排钉的生产方式不能很好的满足需求。人工排钉，不但效率低，而且胶水释放的有毒气体影响工人的身体健康，并且在冬季胶水还要有一定的温度，更增加了毒气的挥发。这显然大大地影响了钢排钉的规模化生产。在钢排钉的生产过程中，分离、涂胶、烘干、切断在工程中较容易实现。比如分离工序就可以采用较常用的电磁振动器完成，这种技术已经非常成熟，市场上销售此种类的设备也较多。难以实现的就是自动定向、排列，因为钢排钉所用的钢钉是T字形而非常见的圆形，比较特殊，常规方法不易实现。
在这种情况下，高效的自动排钉装置不仅提高生产率还能降低对工人的危害。
由钢排钉的生产工艺可知，钢排钉不能用纸、塑、直等排钉的生产工艺进行自动化生产。如果采用普通排钉的生产工艺的话，就必须先对原材料（钢丝）进行热处理（淬火）及镀锌，然后把这些钢丝做成线带。但是热处理后钢丝的强度、硬度大幅度提高，势必造成制钉的困难，且对模具的硬度要求很高，同时先前镀上的锌也会在剧烈振动中脱落。
1.2研究的意义
随着国内经济的迅速发展，建筑业也得到了大规模发展，房子装修中必不可少的钢排钉的需求量也逐年增加。同时随着经济全球化的快速发展，世界产业格局的重新调整，中国逐渐成为世界的加工厂。国外的劳动密集型企业不断把工厂搬到了中国，现在呈现出这样的现象：国外的企业在中国进行生产，然后把产品重新销售到本国，属于劳动密集型的钢排钉行业也不例外。目前，很多钢排钉生产企业都有对外出口的业务，且销量越来越大。
面对市场对钢排钉需求的不断增加，而钢排钉产量却提高不大（手工作业生产效率毕竟比较低），现在设计出一种钢排钉自动成型设备非常适合市场的需求。它不但能大大提高企业的生产效率，同时还能充分利用现有的钢钉生产设备，大大降低生产成本。
鉴于以上原因，本文主要针对钢排钉自动化生产过程中的核心部分——钢排钉自动成排装置进行了研究设计。如果此装置够研制成功，那么整套钢排钉自动生产设备的关键技术也就解决了。通过对钢排钉生产特点的分析，运用相对运动原理及磁钢吸引钢钉的特性，提出了一种在生产过程中钢排钉自动成排的新技术。实验表明，该技术的运用，提高了钢钉自动排列的效率，为钢排钉的自动化生产提供了新方法。
1.3研究内容
为适应钢排钉的自动化生产，现对一种钢排钉自动成排装置进行了设计与研究。其以钢钉在条形磁钢的磁场中改变方向的原理以及钢钉本身的特点为基础，采用PLC对气动及电气进行自动控制，以实现钢排钉的自动成排。
研究的主要内容有：
1）收集资料，对钢排钉自动成排装置的相关资料进行研究。
2）对钢排钉自动成排装置的电气控制部分进行设计，包括电气线路的设计、可编程控制器I/O接口信号的确定、控制程序的设计与调试。
3）根据设计要求做出一台钢排钉自动成排装置。
1.4.排钉的应用及特点
排钉，是把规则排列的单个钉子用粘结剂或其它方式粘接起来的一种新型木工用钉。排钉被放入特制的射钉枪中，以电或压缩空气为动力，通过冲击作用射入木板、塑料或其它复合材料中。它在建筑、装修、家具、包装、装潢、沙发、皮鞋、皮具等行业得到越来越广泛的应用，排钉的使用将逐步取代用榔头打进钉子的陈旧紧固方式。
射钉枪又称射钉器，由于外形和原理都与手枪相似，故常称为射钉枪。
射钉枪，由于其效率高，钉受力均匀，使用方便等优点而广泛用于包装、广告、装潢及家具制造，制鞋业等方面，而作为其“子弹”的排钉，也就有了大量的需求。
排钉的最大优点是工作效率高，省工省时，其工效是用榔头操作的数倍。另一个优点是工艺性能好，所以在装修和家具生产中大量采用排钉，以取得造型效果。20世纪80年代初，排钉在发达国家得到广泛应用，其用量已占全世界木工用钉消费总量的15％～20％。90年代，随着我国对外开放的发展及建筑、装修、家具等行业的繁荣，这种新型钉，开始在我国应用，且用量逐年增加。与此同时，生产排钉的工艺、技术、设备也随之由国外引进。在沿海一带及内地部分省市已新建数家生产排钉的企业，形成金属制品行业的一个新领域。
1.5排钉的类型及生产特点
目前，市场上排钉的类型主要有：纸排钉、塑排钉、钢排钉等，单个钉的形状有F、T、U型等。根据生产工艺可以把它们分成两类：一类是纸排钉、塑排钉、直排钉；另一类是钢排钉。
1.5.1纸排钉、塑排钉
如图1-1所示

图1-1纸排钉、塑排钉
由于此类排钉的使用场合对强度、硬度要求不是太高，故在生产过程中省去了很多工序，目前能够实现自动化生产，且技术比较成熟。经调查，此类排钉所用材料主要为碳钢。一般生产过程如下：圆线材经压扁机搞直、压扁，并集于一定数量的线轴上，经上胶机上胶、烘干制成线带[1]，将线